WO2007107218A1 - Segmentantrieb für ventiltrieb - Google Patents

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WO2007107218A1
WO2007107218A1 PCT/EP2007/001450 EP2007001450W WO2007107218A1 WO 2007107218 A1 WO2007107218 A1 WO 2007107218A1 EP 2007001450 W EP2007001450 W EP 2007001450W WO 2007107218 A1 WO2007107218 A1 WO 2007107218A1
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WO
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drive according
segment drive
housing
segment
rotor
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Application number
PCT/EP2007/001450
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Leiber
Heinz Leiber
Valentin Unterfrauner
Jochen Keller
Original Assignee
Lsp Innovative Automotive Systems Gmbh
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Publication date
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Publication of WO2007107218A1 publication Critical patent/WO2007107218A1/de

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K26/00—Machines adapted to function as torque motors, i.e. to exert a torque when stalled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H02K1/148—Sectional cores
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines

Definitions

  • the present invention relates to a segmented motor having the features of the preamble of claim 1.
  • Linear actuators which are similar to those described in DE 19825728, are known. These consist of two electromagnets. Between the electromagnets is the magnetic anchor, which moves between the pole faces of the two electromagnets. The armature is in connection with the valve of an internal combustion engine and is accelerated by two springs. nigt. Lever actuators, also based on the resonant oscillating principle according to DE 19712063 and DE 19854020 are known. The actuators operate on the same physical operating principle with the difference that the valve is not actuated directly, but via a lever and the lever between the pole faces of two magnets emotional.
  • valve lift can not be adjusted as desired.
  • Actuators are adjusted only small pitch and a large stroke.
  • dynamics of the actuators described above are determined by the springs and can not be varied. These possibilities of the actuators is not sufficient for the implementation of novel combustion methods. These require full variability of the valve lift and very accurate timing accuracy.
  • EP 1144813 a rotary motor, which is suitable in principle for the actuation of gas exchange valves, is shown.
  • the motor structure as well as the motor acting principle is not closer.
  • a reluctance principle or a synchronous motor concept is used.
  • the rotor design it is assumed that permanent magnets are embedded in the rotor and the magnetic feedback occurs via the rotor. This corresponds to the classic structure of synchronous machines. With this operating principle, the precise and stepless control of valves is possible.
  • the drive has a high mass of inertia. Therefore, the required dynamics for the operation of gas exchange valves can not be achieved. Therefore, it makes sense to use springs to assist the acceleration. This is embodied in FIGS. 6a to 7 of the patent EP 1144813. In order not to hold too high To achieve currents in the end positions, a holding means is provided in EP 1144813, which may also be a spring.
  • Such a segment motor further includes, as is apparent from FIG. 3 of DE 102005040389.1, a rotor design in which the rotor carrier is designed as a thin-walled pot, on the outside of which permanent magnet elements are arranged.
  • the rotor structure has basically proven to be robust.
  • the power transmission takes place via a transmission member that is connected to a shaft.
  • a recess on the bell is required.
  • the recess for the lever for valve coupling is expensive and reduces the rigidity of the rotor.
  • the requirements regarding temperature environment, vibration and shock load for the valve train are very high.
  • the impact load when the valve is set unmanently is very high.
  • the rotor impinges on a maximum stop.
  • the requirements for the highly dynamic function require in particular Diesel engine high forces.
  • the length of the actuator is limited by the cylinder and the valve distance.
  • the valve plane or axis is not symmetrical to the actuator, which means an eccentric mounting of the valve coupling to the rotor. This space available for the actuator must therefore be fully utilized in order to achieve a high power and torque yield.
  • the object of the invention is to provide a compact design of a segment drive.
  • the segment drive Due to the advantageous structure of the inventive segment drive this can be made compact and lightweight. In addition, it is highly dynamic, mechanically highly loadable and cost-effective to manufacture. He also has a low electrical power consumption.
  • the segment drive is advantageous very small.
  • the invention provides for two, three, four or more drives to be arranged in a modular housing to form a segment drive for a plurality of valves.
  • the advantageous provision of one or more housing intermediate parts, which carry parts of the inner stators of adjacent drives and in particular also receive or support the common bearing shaft for the adjacently arranged rotors, makes it easy to assemble by advantageously a few parts. Also, let the segment drive advantageously produce cost-effective with a reduction of the parts.
  • the housing of the segment drive is limited by Gehauseplatten that can accommodate part of an inner stator. Also, the outer Gehauseplatten serve to support the rotor of the adjacent drive.
  • the invention further provides for arranging several segment drives side by side as so-called benches on a cylinder block of an internal combustion engine.
  • the segment drive according to the invention fulfills the following requirements:
  • Construction is suitable for both a gasoline engine and a diesel engine
  • the rotor of the segment drive according to the invention has a low inertial mass, at the same time minimizing the losses of the magnetic circuit.
  • the magnetic circuit can be optimized primarily by minimizing the leakage losses. This is achieved by shortening the length of the iron loop and optimally enclosing the coils with soft iron. Furthermore, it is important to ensure that the permanent magnet elements are always in the magnetic circuit during the lifting movement.
  • the structure of a segment motor described in Fig. 1 of PCT / EP2005 / 000567 has the disadvantage that the outer coils and permanent magnets are not so effective.
  • the excitation yoke should be designed approximately as a three-quarter circle, whereby the magnetic field is homogeneous and the loss of power during a rotational movement is lower.
  • the rotor can then be made in the form of a pot and made more homogeneous, i. be embroidered with magnets over a larger segment. This reduces the structural load and thus enables mass reduction of the rotor.
  • the doubling of the number of poles allows approximately a force doubling compared to the embodiment in Fig. Ia of PCT / EP2005 / 000567.
  • the actuator can be made shorter with the same force demand. This in turn has an advantageous effect on the structural load of the rotor. As a result, the air gap between the rotor and the stator can be reduced, which advantageously leads to a power increase.
  • the energy efficiency can be more than doubled compared to the structure shown in Fig. 1 of PCT / EP2005 / 000567 by the measures described.
  • the three-quarter segment design also allows close positioning of the actuator to the actuator. This has a very advantageous effect on the arrangement of the actuators example ⁇ example of an internal combustion engine.
  • the actuators can be arranged in a row.
  • the actuators can be advantageously arranged in series, for example, on the inside of the valves. This allows a narrow and compact design on the cylinder head.
  • the one-sided coupling of the valves is very easy to install. Even in diesel engines, where the valves are usually vertical, the arrangement is very advantageous. In this case, the actuators are arranged on the outside of the valves. The spark plug is located between the valves.
  • the housing structure with rotor mounting and fixation of the outer and inner stator is crucial for the robustness of the structure and the cost of the mechanics.
  • the design must ensure that a lot of space is provided for the magnetic circuit, but at the same time the high forces acting on the bearing and the stator must be truncated to ensure long-term stability. Also, the manufacturing and installation tolerances are taken into account to allow the smallest possible air gaps on the rotor. For this purpose, various possibilities of housing construction and storage are shown.
  • the Gehauseomee provide that the actuators modular as a bank or alternatively as a twin or four-valve unit can be constructed. For cost reasons, it makes sense to combine all the actuators of the intake and exhaust valve side into a bank. It is also possible, in particular with a small valve angle, to combine two inlet actuators and two exhaust valve actuators in one housing. For reasons of ease of maintenance, however, it may also be expedient that only two or four adjacent actuators are combined into one unit. Adjacent ac- In this case, each tuatoren share an intermediate housing part or a common bearing part, in which a rotor or several rotors of adjacent actuators are partially stored. The housing of the segment drive is completed by a wider end wall.
  • the embedding of all actuators in a die-cast housing is advantageous. It is important that the casting resin is flush with the side plates in order to increase the stiffness of the actuator under load.
  • the rotor is advantageously designed with regard to a production-oriented solution of two deep-drawn pots, which may be connected in particular form-fitting with a lever to which the actuator is coupled.
  • the permanent magnet elements or a nachtraglich magnetized magnetic ring are preferably attached on the outside of the rotor. If necessary, the pots are stiffened by a Verstarkungsring or a federal government.
  • a needle bearing is preferably provided, which allows the wear-free operation without circulating oil lubrication.
  • the bearing of the rotor via a bearing shaft, which is frictionally or form-fittingly connected to the rotor and is mounted in the outer Gehauseplatten or the housing intermediate parts of adjacent actuators.
  • the rotors may be rotatably mounted on one or more fixed, preferably on a bearing shaft pressed in the housing.
  • bearings are preferably roller bearings with small clearance and self-lubrication.
  • rotation angle sensor Integration of the rotation angle sensor has over the valve lift sensor shown in Fig. 1 has the advantage that the drive can be pre-tested as a unit before mounting on the cylinder head. This allows the contacts to be reduced and the cost of construction and electrical connection ⁇ rule to reduce the number. In addition, the rotation angle sensor allows better control, since a possible me ⁇ chanic clearance between the rotor and valve does not adversely affect the control.
  • each tooth of the yoke each carry an exciter coil.
  • the exciter coils are advantageously made of baked enamel wire in a step winding, so that the winding space is optimally filled. Also conceivable is a winding with hexacoils, which allow a good fullfactor.
  • An advantageous coupling between the rotor and valve via a rotary joint and a bending shaft is provided.
  • the swivel allows the valve to turn around its axis, the bending shaft absorbs the axial misalignment.
  • An integration of the sensor in the actuator also has the advantage that the valve can be made simpler, since no account has to be taken of the required sensor target for the valve lift sensor.
  • Fig. 1 Basic structure of the inventive segment drive with the parts for a single valve drive in a perspective exploded view;
  • FIG. 2a is an illustration of the arrangement of the actuators on the diesel engine cylinder head in cross section
  • FIG. 2b shows an illustration of the arrangement of the actuators on the gasoline cylinder head in cross section
  • FIG. 2a is an illustration of the arrangement of the actuators on the diesel engine cylinder head in cross section
  • FIG. 2b shows an illustration of the arrangement of the actuators on the gasoline cylinder head in cross section
  • FIG. 2b shows an illustration of the arrangement of the actuators on the gasoline cylinder head in cross section
  • 3a shows a cross-sectional view of the actuator with the yoke attachment in the housing and exciting coil configuration
  • 3b a cross-sectional view of the actuator with housing with a second alternative yoke attachment
  • FIG. 4a shows a longitudinal section of a first possible embodiment of a storage and Gehauseieries for the modular design for multiple segment motors
  • FIG. 4b shows a longitudinal section of a second possible embodiment of a storage and housing concept
  • 4c shows a longitudinal section of a third possible embodiment of a storage and housing concept
  • FIG. 5 shows a longitudinal section of a fourth embodiment of a storage and housing concept with a common bearing shaft for the two rotors as a twin drive;
  • FIG. 5a shows a longitudinal section of a fifth embodiment of a storage and housing concept based on the fourth embodiment
  • FIG. 5b shows a cross-sectional view of the arrangement of a segment drive according to the fifth embodiment on a diesel engine cylinder head (left illustration) and on a gasoline cylinder head (right illustration);
  • Fig. 6 perspective view of a bank arrangement on a cylinder head.
  • Fig. 1 shows a first possible embodiment of the ER- findungsgepurelyen segment drive, wherein only a portion ei ⁇ nes Twinsegementantrieb is shown in the exploded view.
  • the segment drive consists of the assemblies outer housing plate 11, housing intermediate part 12, rotor 1, outer stator 7 with excitation coils 8 and inner stator 9, housing part 10 with storage and Kuhlnikbohrungen IIa, and valve coupling.
  • the rotor 1 carries a plurality of permanent magnets 2 and has an eccentric bearing bush 3, to which the connecting rod 25 of the valve 17 is coupled.
  • the rotor 1 is rotatably supported via the bearing shaft 4 by means of preferably roller bearings 13 in the outer housing plate 11 and the housing intermediate part 12.
  • suitable recesses IIa for possible cooling of the actuator are suitable recesses IIa, in particular in the form of Kuhlbohrungen in Gehausewandung 10, the outer Gehauseplatte 11 and the housing intermediate part 12.
  • fittings 27 and dowel pins 28 the entire segment drive is clamped positionally accurate.
  • the axial bearing fixation can be done via starting discs 14.
  • the excitation circuit consists of a plurality of yoke teeth 7, which are bestuckt with coils 8 and are fixed in the housing 10.
  • the magnetic circuit is closed via the rotor 1 with air gap on both sides and the inner yoke 9. This is positively secured via a groove in the housing 10 in a form-fitting manner via a corresponding groove 29.
  • the pivotal movement of the rotor is transmitted via a suitable valve coupling, which is preferably Bestuckt with rolling bearings 6 in the bearing bush 3, in a translational movement of the valve 17.
  • the valve has, in addition to the valve foot 17, preferably a bending soft shaft 20, which compensates for the resulting by the rotational movement relative offset of the bearing bush 3 to the valve axis elastic.
  • the coupling takes place with a connecting rod 19 attached to the shaft 20.
  • the position signal of the valve is detected by the valve lift sensor 21 via a target mounted on the valve sleeve 18.
  • the valve position can be determined indirectly via the rotor position.
  • a suitable rotation angle sensor is described in detail in FIG.
  • a further drive is arranged on the side facing away from the drive shown side of the housing intermediate part 12. This can be constructed in principle mirror-symmetrical to the drive shown.
  • the housing part is the only common part of the two drives.
  • FIGS. 2 a and 2 b show the universal applicability of the actuator for different combustion engine concepts.
  • FIG. 2 a shows a cross section perpendicular to the motor axis of an actuator placed on a diesel engine cylinder head 24. The axis of the valve 17 is parallel to the cylinder axes in this cylinder head design.
  • FIG. 2 b shows the cross section of an actuator placed on a gasoline cylinder head 25. It is essential in this case that the rotor of the actuator can be arranged both towards the center plane of the cylinder head (inside) and away from the center plane (outboard).
  • a sensor element 22 can be arranged in an extension of the valve stem.
  • Fig. 3a shows a cross section through a drive of the segment drive perpendicular to the axis of rotation of the rotor.
  • the outer stator is made up of at least 4 yoke teeth 7, the circumferential extent of the outer stator amounts to> 200 °.
  • the Joch leoparde 7 can be designed as a single package or several combined.
  • the coils 8, preferably executed in baked enamel technique, are designed in this variant as step coils, which are individually pushed onto the yoke 7.
  • the individual coils can be connected here in the housing in series or in parallel.
  • the bespulte stator can be cast after mounting in the housing. The attachment of the actuator on the cylinder head via screws. For this purpose, there are tabs 26 on the housing.
  • the outer yoke can be designed to be split in several parts, wherein the individual yoke teeth 7 are inserted in a form-locking manner, for example by means of dovetail connections 15, in an annular jaw 30.
  • This ring 30 is also secured via form gleichige connections 15 in the housing.
  • the outer stator 31 is designed with yokes in one piece.
  • the outer stator is formed after the coil assembly to round shape.
  • the separating surfaces 15a should be designed as possible with a small air gap or the yoke plates offset into each other in order to keep the magnetic resistance small.
  • the outer stator can be cast or glued into a die-cast part, with the annular indentation 30 preferably being suitable for the gluing, since the one-piece outer stator 31 is already embedded in the housing 10 in a positive-locking manner.
  • Fig. 4a shows a first possible embodiment of a storage and Gehausesammlunges for modular design for multiple segment drives.
  • the housing 10, which fix the bespultenitiesstatoren in their position, are here carried out separately from the outer Gehauseplatten 10 and the housing intermediate part 12 and form so-called. Gehausewandungs- sections. These are positioned exactly to each other during fitting via fits or pin bores.
  • the outer housing plate 10 and the housing intermediate part 12 can also be used as end shields for at least one drive or actuator.
  • the bearing receptacle, which carries the inner yoke 9 on the outer circumference, is designed as a cylindrical turned part, which is positively connected to the flat end shield and frictionally engaged with each other. For example, boron technology is suitable for this purpose.
  • FIG. 4b shows a second embodiment of the storage and housing concept for a plurality of segment drives, in which a wall section 33 is integrally formed on the housing intermediate part 12.
  • the housing intermediate part is thus a pot-shaped part whose cylindrical wall is used to abut the outer stator and is not present in the region where the coupling for the valve is arranged.
  • the outer housing plate 11 can also incorporate the bearing eye of the adjacent drive here.
  • FIG. 4c shows a third embodiment of the storage and housing concept, in which the housing intermediate part 12 has a collar-shaped wall section 34 on each side and is therefore designed T-shaped.
  • FIGS. 4a to 4c have in common that the rotors 1 of the adjacently arranged drives are arranged rotationally fixed on a shaft 1a and the shaft 1a is mounted in the housing by means of roller bearings 13.
  • the housing intermediate part 12 carries on both sides in each case a part of the inner stators of the two drives and forms the bearing for the waves Ia of the drives.
  • the housing intermediate part 12 shown on the left is adjoined by a further drive whose part of the inner stator is supported by the housing intermediate part 12 and whose shaft 1a is likewise mounted in the intermediate housing part.
  • a fourth embodiment of the storage and Gehauseoderes is shown, wherein the rotors of the running as a twin drive segment drive are rotatably mounted on a common bearing shaft 35 by roller bearings 13.
  • the bearing shaft 35 may be locked frictionally or form gleichig in the housing ⁇ se usuallyteil 34 a.
  • clamping rings 37 at the outer ends of the bearing shaft 35 and the roller bearings 13 a ⁇ comprehensive sliding ring discs 38 ensures that the bearing shaft 35 is held axially in position.
  • FIG. 1 the placement of a rotation angle sensor 22 is shown in FIG.
  • the sensor 22 is fitted into a recess in the outer Gehauseplatte 11 in alignment with the axis of rotation of Ro ⁇ tors.
  • the target 23 for detecting the rotational angular position is fixed to the rotor 1.
  • a thin foil technique FPC 22d is advantageously arranged or connected to the Hall IC 22b in this connection.
  • L z cylinder spacing
  • L v valve spacing determining the structure.
  • the bearing shaft 35 can be used in addition to the bearing of the rotor for centering the outer housing plate 32a and thus the inner inner yoke 9a.
  • the tolerance chain te and the associated production costs can thus be reduced.
  • the sensor target 23 is made in this case with a through-hole and the rotation angle sensor 22 is positioned eccentrically.
  • FIG. 5a shows a further fifth possibility of the storage and housing concept, which is based on the embodiment illustrated in FIG. Same elements will not be described here again.
  • the spools 8 can be additionally compressed at least on the front side via suitable devices. Thus, the distance A sp is reduced and the effective magnet length further increased.
  • the bearing shaft 35 is also pressed in the housing intermediate part 34 a.
  • This intermediate housing part 34 protrudes with a part 34a between the rotors 1 into the interior of the rotors 1 and receives the inner stators 9 here.
  • the housing intermediate part 34a is connected to the outer stators supporting housing part 34 in the middle of the housing, as shown in Fig. 5b. As a result, the enclosure in the area is enclosed in this area.
  • the coil wires 8a are removed laterally and can be contacted in a housing recess 34e corresponding to the selected circuit in series or in parallel via el.
  • Connecting parts 8b preferably made of stamped grid. These connections then went to the electrical control unit. Parallel runs the film 22d, which leads to the plug 22e.
  • the sensor line can be kept free from harmful interference of the magnetic fields of the coils.
  • vertically extending ribs can be formed on the outside of the housing. Ribs and cheeks form with the home 34 and housing intermediate part 34 a unit and are preferably made as a die-cast part.
  • the outer housing plate 32a is clamped between the housing parts 34, 34a and establishes the connection to the next actuator. It carries both inner yokes 9a and also two rotation angle sensors 22.
  • FIG. 5b shows this arrangement in a section perpendicular to the rotor axis.
  • the housing intermediate part 34 is circumferentially connected to the housing 34 via the cheeks 34c and 34d. These cheeks 34c, 34d and have the same length as the housing 34. Thus, the housing intermediate part 34 is well supported. In the interior of the rotor inner yoke 9 is drawn.
  • Fig. 6 shows a bank arrangement of the actuators on a cylinder head with fastening by means of screws 26a and 26b, which are connected to the Aktuatorgehause.
  • the actuators for actuating adjacent valves of the exhaust or intake valve side are arranged in series one-sided to the valve and at a height.
  • the housing of the actuators can in this case be in one piece or in several parts, so that individual actuators can be disassembled individually, for example, for assembly or repair reasons.
  • the terminals 37 of the coils and sensors are best executed at the top and are contacted directly with the electronics.
  • the actuators are bolted to the long side with, for example, three tie rods 38. There is room for the spark plug or ignition coil 39 between the actuators or injectors for direct injection engines.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Segmentantrieb, einen mehrere Permanentmagnete (2) tragenden Rotor (1) aufweisend, wobei die Permanentmagnete (2) in einem ersten Teilbereich des Umfangs des Rotors angeordnet sind, und in einem zweiten Teilbereich, in dem keine Permanentmagnete angeordnet sind, ein Lager (5) zur Ventilankopplung angeordnet ist, wobei der erste Teilbereich des Rotors (1) von einem Außenstator (7,8) zumindest teilweise umfasst und innerhalb des Rotors (1) ein Innenstator (9) angeordnet ist, wobei Innen- und Außenstator am Gehäuse des Segmentmotors befestigt oder integriert sind, wobei im Gehäuse des Antriebs mindestens zwei Rotoren (1) mit zugeordneten Außen- und Innenstatoren angeordnet sind, wobei zwischen zwei Rotoren (1) ein Gehausezwischenteil (12, 34a) angeordnet ist, und die Rotoren (1) an dem Gehausezwischenteil (12, 34a) oder auf einer im Gehausezwischenteil (12, 34a) einliegenden Welle (Ia, 35) gelagert sind.

Description

- IL ¬
I O
Titel : Segmentantrieb für Ventiltrieb
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Segmentmotor mit den 15 Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Bekannt sind eine Vielzahl von Aktuatoren zur Betätigung von Gaswechselventilen von Verbrennungsmotoren. Die meisten Pa- 0 tente beschreiben Ausfuhrungen von Aktuatoren, die auf dem Resonanzschwingerprinzip aufbauen.
Bekannt sind Linearaktuatoren, die ahnlich wie in DE 19825728 beschrieben, ausgeführt sind. Diese bestehen aus zwei Elektromagneten. Zwischen den Elektromagneten befindet sich der Mag- 5 netanker, der sich zwischen den Polflachen der beiden Elektro- magnete bewegt. Der Anker steht in Verbindungen mit dem Ventil eines Verbrennungsmotors und wird durch zwei Federn beschleu- nigt. Bekannt sind Hebelaktuatoren, ebenfalls aufbauend auf dem Resonanzschwingerprinzip nach DE 19712063 und DE 19854020. Die Aktuatoren arbeiten nach dem gleichen physikalischen Wirkprinzip mit dem Unterschied, dass das Ventil nicht direkt, sondern über einen Hebel betätigt wird und der Hebel sich zwischen den Polflachen von zwei Magneten bewegt.
Der Nachteil obiger Aktuatoren ist, dass prinzipbedingt der Ventilhub nicht beliebig verstellt werden kann. In der Regel können mit o.g. Aktuatoren nur kleine Hube und ein großer Hub eingestellt werden. Außerdem ist die Dynamik oben beschriebener Aktuatoren durch die Federn bestimmt und kann nicht variiert werden. Diese Möglichkeiten der Aktuatoren ist nicht ausreichend zur Umsetzung von neuartigen Verbrennungsverfahren. Diese erfordern eine volle Variabilität des Ventilhubes sowie eine sehr genaue Steuerzeitengenauigkeit.
Diese Anforderungen können prinzipbedingt mit einem Antrieb, wie in PCT/EP2005/000567 und in EP 1144813 Bl beschrieben, erfüllt werden.
In der EP 1144813 ist ein Drehmotor, der prinzipiell für die Betätigung von Gaswechselventilen geeignet ist, dargestellt. Der Motoraufbau sowie das Motorwirkprinzip ist nicht naher ausgeführt. Prinzipiell wird ein Reluktanzprinzip bzw. ein Synchronmotorkonzept zugrunde gelegt. Beim Rotoraufbau wird davon ausgegangen, dass Permanentmagnete in den Rotor einge- bettet sind und der magnetischen Ruckschluss über den Rotor erfolgt. Dies entspricht dem klassischen Aufbau von Synchronmaschinen. Mit diesem Wirkprinzip ist die genaue und stufenlose Regelung von Ventilen möglich. Jedoch weist der Antrieb eine hohe Tragheitsmasse auf. Daher kann die geforderte Dynamik für die Betätigung von Gaswechselventilen nicht erreicht werden. Daher ist es sinnvoll, Federn einzusetzen, um die Beschleunigung zu unterstutzen. Dies ist in Fig. 6a bis Fig. 7 des Patentes EP 1144813 ausgeführt. Um keine zu hohe Halte- ströme in den Endlagen zu erzielen, ist in der EP 1144813 ein Haltemittel vorgesehen, was auch eine Feder sein kann.
In der PCT/EP2005/000567 ist ein Segmentmotoraufbau beschrie¬ ben, der einen feststehenden Außen- und Innenstator und einen mit Permanentmagneten bestuckten, schwenkbar gelagerten Rotor besitzt .
Durch die Entkoppelung des Ruckschlusses des Magnetkreises vom Rotor kann die Tragheitsmasse des Antriebes deutlich reduziert werden, ohne dass sich die magnetische Effizienz verschlech- tert. Dadurch kann eine entsprechende Dynamik erreicht werden, die für die Betätigung von Gaswechselventilen gefordert ist. Gleichzeitig kann durch den konstanten Luftspalt nahezu jede Rotordrehposition angesteuert werden. Dies ermöglicht den geforderten vollvariablen Hub mit hoher Dynamik. Prinzipiell eignet sich das in der PCT/EP2005/000567 beschriebene Segmentmotorprinzip für einen Ventiltrieb. Die Erfindung baut auf den Ideen der PCT/EP2005/000567 auf.
Zu einem derartigen Segmentmotor gehört ferner wie aus Fig.3 der DE 102005040389.1 ersichtlich, eine Rotorausfuhrung, in welcher der Rotortrager als dünnwandiger Topf ausgeführt ist, an dessen Außenseite Permanentmagnetelemente angeordnet sind. Der Rotoraufbau hat sich grundsatzlich als robust bewahrt. Die Kraftübertragung erfolgt über ein Übertragungsglied, dass mit einer Welle verbunden ist. Zur Übertragung der Kraft ist eine Aussparung an der Glocke erforderlich. Die Aussparung für den Hebel zur Ventilankopplung ist aufwandig und verringert die Steifigkeit des Rotors.
Die Anforderungen hinsichtlich Temperaturumgebung, Vibrationsund Stossbelastung für den Ventiltrieb sind sehr hoch. Insbe- sondere die Stossbelastung beim unsanften Aufsetzen des Ventils, ist sehr hoch. Auch beim Offnen des Ventil kann eine Stossbelastung erfolgen, falls bei einem Regelungsfehler der Rotor auf einen Maximalanschlag auftrifft. Die Anforderungen an die hochdynamische Funktion erfordern insbesondere beim Dieselmotor hohe Kräfte. Anderseits ist die Lange des Aktua- tors beschrankt durch den Zylinder- und den Ventilabstand. Um die Baulange zum Zylinderabstand voll auszunutzen, ist die Ventilebene bzw. -achse nicht symmetrisch zum Aktuators, was eine außermittige Lagerung der Ventilankopplung zum Rotor bedeutet. Dieser für den Aktuator zur Verfugung stehende Raum muss daher voll ausgenutzt werden, um eine hohe Kraft- und Drehmomentausbeute zu erreichen.
Der in PCT/EP2005/000567 beschriebene Rotoraufbau, wie in den Figuren 2, 6 und 6a der PCT/EP2005/000567 dargestellt, kann die Stossbelastungen nicht aushalten und ist daher weniger geeignet. Ferner erfordert die lange Ausfuhrung des Aktuators eine Anordnung der Aktuatoren beidseitig, bzw. hohenversetzt zum Ventil. Dies ist aus Montagezwecken ungunstig und im Zy- linderkopfbauraum schwer unterzubringen. Ferner ist der Strukturbelastung des langen Rotors sehr hoch und somit ungunstig.
Aufgabe
Aufgabe der Erfindung ist es, einen möglichst kompakten Aufbau eines Segmentantriebs bereitzustellen.
Losung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß mit einem Segmentantrieb nach den Merkmalen des Anspruch 1 oder 2 gelost. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Segmentantriebe nach den Ansprüchen 1 und 2 ergeben sich durch die Merkmale der Unteranspruche .
Durch den vorteilhaften Aufbau des erfindungsgemaßen Segmentantriebes kann dieser kompakt und mit geringem Gewicht gefertigt werden. Er ist zudem hochdynamisch, mechanisch hoch be- lastbar und kostengünstig zu fertigen. Auch weist er einen geringen elektrischen Leistungsbedarf auf. Durch das Integrieren mehrerer Antriebe, d.h. Rotoren mit deren zugehörigen Außen- und Innenstatoren in einem Gehäuse, baut der Segmentantrieb vorteilhaft sehr klein. Dabei sieht die Erfindung vor, zwei, drei, vier oder mehr Antriebe in einem modular aufgebauten Ge- hause zu einem Segmentantrieb für mehrere Ventile anzuordnen. Das vorteilhafte Vorsehen eines oder mehrere Gehausezwischenteile, welche Teile der Innenstatoren benachbarter Antriebe tragen und insbesondere auch die gemeinsame Lagerwelle für die benachbart angeordneten Rotoren aufnehmen bzw. lagern, ermog- licht eine einfache Montage durch vorteilhaft wenige Teile. Auch lasst sich der Segmentantrieb bei einer Reduzierung der Teile vorteilhaft kostengünstig fertigen.
Seitlich ist das Gehäuse des Segmentantriebes durch Gehauseplatten begrenzt, die einen Teil eines Innenstators aufnehmen können. Auch können die äußeren Gehauseplatten zur Lagerung des Rotors des angrenzenden Antriebs dienen.
Die Erfindung sieht ferner vor, mehrere Segmentantriebe nebeneinander als sog. Bänke auf einem Zylinderblock eines Verbrennungsmotors anzuordnen.
Der erfindungsgemaße Segmentantrieb erfüllt dabei folgende Anforderungen :
hohe energetische Effizienz;
robuster mechanischer Aufbau, der die auftretenden Temperatur-, Stoss- und Vibrationsbelastungen bewal- tigt;
modularer Aufbau, um bei gleichem Aufbau verschiedene Ventilabstande zu ermöglichen;
Aufbau eignet sich sowohl für einen Otto- als auch für einen Dieselmotor;
- montagefreundlicher, kompakter und kostengünstiger Aufbau; Integration eines Warmeabfuhrkonzeptes;
Berücksichtigung einer kostengünstigen elektronischen Schnittstelle zum Steuergerat sowie die Integration eines Sensors;
Um die energetische Effizienz des Antriebes zu optimieren, weist der Rotor des erfindungsgemaßen Segmentantriebes eine geringe Trägheitsmasse auf, wobei gleichzeitig die Verluste des Magnetkreises minimiert sind. Der Magnetkreis kann primär durch Minimierung der Streuverluste optimiert werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Eisenkreislänge verkürzt und die Spulen möglichst optimal von Weicheisen umschlossen sind. Ferner ist darauf zu achten, dass sich die Permanentmagnetelemente wahrend der Hubbewegung immer im Magnetkreis befinden. Der in Fig. 1 der PCT/EP2005/000567 beschriebene Aufbau eines Segmentmotors hat den Nachteil, dass die außenliegenden Spulen und Permanentmagnete nicht so wirkungsvoll sind. Daher sollte beim Segmentantrieb das Erregerjoch annähernd als Dreiviertelkreis ausgeführt sein, wodurch das Magnetfeld homogener und der Kraftverlust bei einer Drehbewegung geringer ist. Der Ro- tor kann dann als Topfform ausgeführt werden und homogener, d.h. über ein größeres Segment mit Magneten bestuckt werden. Dies reduziert die Strukturbelastung und ermöglicht somit eine Massenreduzierung des Rotors.
Die Verdopplung der Anzahl der Pole ermöglicht annähernd eine Kraftverdopplung im Vergleich zur Ausgestaltung in Fig. Ia der PCT/EP2005/000567. Dadurch kann bei gleicher Kraftforderung der Aktuator kurzer ausgeführt werden. Dies wirkt sich wiederum vorteilhaft auf die Strukturbelastung des Rotors aus. Dadurch kann der Luftspalt zwischen Rotor und Stator reduziert werden, was vorteilhaft zu einem Krafterhόhung fuhrt. Insgesamt kann durch die beschriebenen Maßnahmen die energetische Effizienz im Vergleich zum in Fig. 1 der PCT/EP2005/000567 dargestellten Aufbau mehr als verdoppelt werden. Die Dreiviertelsegmentausfuhrung ermöglicht zudem eine nahe Positionierung des Aktuators zum Stellglied. Dies wirkt sich sehr vorteilhaft auf die Anordnung der Aktuatoren beispiels¬ weise für einen Verbrennungsmotor aus. So können die Aktuato- ren in einer Reihe angeordnet werden. Bei dem Zylinderkopf eines Ottomotors, der die Ventile in einem Winkel zur Zündkerze angeordnet hat, können die Aktuatoren beispielsweise an der Innenseite der Ventile vorteilhaft in Reihe angeordnet werden. Dies ermöglicht einen schmalen und kompakten Aufbau auf dem Zylinderkopf. Zudem ist die einseitige Ankopplung der Ventile sehr montagefreundlich. Auch bei Dieselmotoren, bei denen die Ventile in der Regel senkrecht stehen, ist die Reihenanordnung sehr vorteilhaft. In diesem Fall sind die Aktuatoren an der Außenseite der Ventile angeordnet. Zwischen den Ventilen be- findet sich die Zündkerze.
Der Gehauseaufbau mit Lagerung des Rotors und Fixierung des Außen- und Innenstators ist entscheidend für die Robustheit des Aufbaus sowie die Kosten der Mechanik. Der Aufbau muss zum einem gewahrleisten, dass viel Raum für den Magnetkreis be- reitgestellt wird, anderseits müssen die hohen Kräfte, die auf die Lagerung und den Stator wirken, dauerstandsfest abgestutzt werden. Auch sind die Fertigungs- und Einbautoleranzen zu berücksichtigen, um möglichst kleine Luftspalte am Rotor zu ermöglichen. Hierzu werden verschiedene Möglichkeiten des Gehau- seaufbaus sowie der Lagerung aufgezeigt.
Die Gehausekonzepte sehen vor, dass die Aktuatoren modular als Bank oder alternativ als Twin oder Vierventileinheit aufgebaut werden können. Aus Kostengrunden ist sinnvoll, wenn alle Aktu- ator der Einlass- und Auslassventilseite zu einer Bank zusam- mengefasst werden. Es ist auch möglich, insbesondere bei kleinem Ventilwinkel, je zwei Aktuatoren für Einlass und zwei Aktuatoren für Auslassventile in einem Gehäuse zusammen zu fassen. Aus Gründen der Wartungsfreundlichkeit kann es jedoch auch sinnvoll sein, dass nur zwei oder vier benachbarte Aktua- toren zu einer Einheit zusammengefasst werden. Benachbarte Ak- tuatoren teilen sich hierbei jeweils ein Gehausezwischenteil bzw. ein gemeinsames Lagerteil, in der ein Rotor bzw. mehrere Rotoren benachbarter Aktuatoren teilweise gelagert werden. Das Gehäuse des Segmentantriebes wird abgeschlossen durch eine breitere Endwandung.
Vorteilhaft ist die Einbettung aller Aktuatoren in einem Druckgussgehause . Hierbei ist wichtig, dass das Giesharz bundig mit den Seitenplatten ist um somit die Steifheit des Aktu- ators bei Belastung zu erhohen.
Der Rotor ist in Hinblick auf eine fertigungsgerechte Losung vorteilhaft aus zwei tiefgezogenen Topfen ausgeführt, die insbesondere formschlussig mit einem Hebel verbunden sein können, an dem das Stellglied angekoppelt ist.
An der Außenseite des Rotors sind vorzugsweise die Permanent- magnetelemente beziehungsweise ein nachtraglich magnetisierter Magnetring angebracht. Bei Bedarf sind die Topfe durch einen Verstarkungsring bzw. einem Bund versteift.
An dem Ankoppelglied des Rotors ist vorzugsweise eine Nadellagerung vorgesehen, die den verschleißfreien Betrieb ohne Um- lauf-Olschmierung ermöglicht.
Die Lagerung des Rotors erfolgt über eine Lagerwelle, die mit dem Rotor reib- oder formschlussig verbunden ist und in den äußeren Gehauseplatten bzw. den Gehausezwischenteilen benachbarter Aktuatoren gelagert ist. Alternativ können die Rotoren drehbar auf einer oder mehreren feststehenden, vorzugsweise auf einer im Gehäuse eingepressten Lagerwelle, gelagert sein. Als Lager dienen vorzugsweise Walzlager mit kleinem Spiel und Eigenschmierung .
Zur Regelung des Aktuators befindet sich vorteilhaft ein im Innenbereich des Aktuators integrierter Drehwinkelsensor. Die
Integration des Drehwinkelsensors hat gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Ventilhubsensorik den Vorteil, dass der Antrieb als Einheit vorgepruft werden kann bevor eine Montage auf den Zylinderkopf erfolgt. Dadurch können die Anzahl der Kontakte verringert werden und die Kosten des Aufbaus und des elektri¬ schen Anschlusses reduziert werden. Außerdem ermöglicht der Drehwinkelsensor eine bessere Regelung, da ein mögliches me¬ chanisches Spiel zwischen Rotor und Ventil die Regelung nicht nachteilig beeinflusst.
Der Wirkungsgrad kann durch einen Kupferfullfaktor verbessert werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass jeder Zahn des Joches je eine Erregerspule tragen. Die Erregerspulen sind vorteilhaft aus Backlackdraht in einer Stufenwicklung ausgeführt, so dass der Wickelraum optimal ausgefüllt ist. Denkbar ist auch eine Wicklung mit Hexacoils, die einen guten Fullfak- tor ermöglichen.
Eine vorteilhafte Ankopplung zwischen Rotor und Ventil erfolgt über ein Drehgelenk sowie einen Biegeschaft. Das Drehgelenk ermöglicht die Drehung des Ventils um seine Achse, der Biegeschaft nimmt den Axialversatz auf. Eine Integration des Sensors in den Aktuator hat zudem den Vorteil, dass das Ventil einfacher gestaltet werden kann, da keine Rucksicht auf das erforderliche Sensortarget für den Ventilhubsensor genommen werden muss.
Nachfolgend werden mögliche Ausfuhrungsformen der erfindungs- gemaßen Segmentantriebe anhand von Zeichnungen naher erlau- tert.
Es zeigen:
Fig. 1: Grundaufbau des erfindungsgemaßen Segmentantriebs mit den Teilen für einen Einzelventiltrieb in perspektivischer Explosionsdarstellung;
Fig. 2a: eine Darstellung der Anordnung der Aktuatoren auf dem Dieselmotorzylinderkopf im Querschnitt; Fig. 2b: eine Darstellung der Anordnung der Aktuatoren auf dem Ottomotorzylinderkopf im Querschnitt;
Fig. 3a: eine Querschnittsdarstellung des Aktuators mit der Jochbefestigung im Gehäuse und Erregerspulengestal- tung;
Fig. 3b: eine Querschnittsdarstellung des Aktuators mit Gehäuse mit einer zweiten alternativen Jochbefestigung;
Fig. 4a: eine Langsschnittdarstellung einer ersten möglichen Ausfuhrungsform einer Lagerungs- und Gehausekonzeptes für den Modularaufbau für mehrere Segmentmotoren
Fig. 4b: eine Langsschnittsdarstellung einer zweiten möglichen Ausfuhrungsform eines Lagerungs- und Gehause- konzeptes;
Fig. 4c: eine Langsschnittsdarstellung einer dritten möglichen Ausfuhrungsform eines Lagerungs- und Gehause- konzpetes;
Fig. 5: Langsschnittsdarstellung einer vierten Ausfuhrungs- form eines Lagerungs- und Gehausekonzeptes mit einer gemeinsamen Lagerwelle für die beiden Rotoren als Twinantrieb;
Fig. 5a: Langschnittsdarstellung einer fünften Ausfuhrung des eines Lagerungs- und Gehausekonzeptes aufbauend auf der vierten Ausfuhrungsform.;
Fig. 5b: eine Querschnittsdarstellung der Anordnung eines Segmentantriebes gemäß der fünften Ausfuhrungsform auf einem Dieselmotorzylinderkopf (linke Darstellung) und auf einem Ottomotorzylinderkopf (rechte Darstellung) ; Fig. 6: perspektivische Darstellung einer Bank-Anordnung auf einem Zylinderkopf.
Die Fig. 1 zeigt eine erste mögliche Ausfuhrungsform des er- findungsgemaßen Segmentantriebs, wobei lediglich ein Teil ei¬ nes Twinsegementantrieb in der Explosionsdarstellung dargestellt ist. Im wesentlichen besteht der Segmentantrieb aus den Baugruppen Äußere Gehauseplatte 11, Gehausezwischenteil 12, Rotor 1, Außenstator 7 mit Erregerspulen 8 und Innenstator 9, Gehauseteil 10 mit Lagerung und Kuhlkreisbohrungen IIa, sowie Ventilankopplung 3.
Der Rotor 1 tragt mehrere Permanentmagnete 2 und verfugt über eine exzentrische Lagerbuchse 3, an welchem das Pleuel 25 des Ventils 17 angekoppelt ist. Zur Versteifung des Rotorgerustes befinden sich gegebenenfalls Verstarkungsringe 5 an den Randern des Rotors. Der Rotor 1 ist über die Lagerwelle 4 drehbar mittels vorzugsweise Walzlager 13 in der äußeren Gehauseplatte 11 und dem Gehausezwischenteil 12 gelagert. Zur eventuellen Kühlung des Aktuators befinden sich geeignete Aussparun- gen IIa, insbesondere in Form von Kuhlbohrungen in der Gehausewandung 10, der äußeren Gehauseplatte 11 und dem Gehausezwischenteil 12. Mittels Verschraubungen 27 und Passstiften 28 wird der gesamte Segmentantrieb positionsgenau verspannt. Die axiale Lagerfixierung kann über AnlaufScheiben 14 erfolgen. Der Erregerkreis besteht aus mehreren Jochzahnen 7, welche mit Spulen 8 bestuckt sind und im Gehäuse 10 fixiert sind. Der Magnetkreis wird über den Rotor 1 mit beidseitigem Luftspalt und dem Innenjoch 9 geschlossen. Dieses ist über eine Nut im Gehäuse 10 formschlussig über eine entsprechende Nut 29 ver- drehsicher in diesem befestigt. Die Schwenkbewegung des Rotors wird über eine geeignete Ventilankopplung, welche vorzugsweise mit Walzlagern 6 in der Lagerbuchse 3 bestuckt ist, in eine translatorische Bewegung des Ventils 17 übertragen. Das Ventil weist dabei neben dem Ventilfuß 17 vorzugsweise einen biege- weichen Schaft 20 auf, welcher den durch die Drehbewegung entstehenden relativen Versatz des Lagerbuchse 3 zur Ventilachse elastisch kompensiert. Die Kopplung erfolgt mit einem am Schaft 20 aufgebrachtem Pleuel 19. Das Positionssignal des Ventils erfasst der Ventilhubsensor 21 über ein auf der Ven- tilhulse 18 angebrachtem Target. Alternativ kann die Ventilposition indirekt über die Rotorlage bestimmt werden. Ein geeigneter Drehwinkelsensor ist in Fig. 5 detailliert beschrieben.
An der dem dargestellten Antrieb abgewandten Seite des Gehau- sezwischenteils 12 ist ein weitere Antrieb angeordnet. Dieser kann prinzipiell spiegelsymmetrisch zum dargestellten Antrieb aufgebaut sein. Das Gehauseteil ist dabei das einzig gemeinsame Teil der beiden Antriebe.
Die Fig. 2a und Fig. 2b zeigen die universelle Einsatzmoglich- keit des Aktuators für unterschiedliche Verbrennungsmotorkonzepte. Fig. 2a zeigt einen Querschnitt senkrecht zur Motorachse eines auf einem Dieselmotorzylinderkopf 24 platzierten Aktuators. Die Achse des Ventils 17 steht bei dieser Zylinderkopfbauart parallel zu den Zylinderachsen. Fig. 2b zeigt ent- sprechend den Querschnitt eines auf einem Ottomotorzylinderkopf 25 platzierten Aktuators. Wesentlich ist hierbei, dass der Rotor des Aktuators sowohl zur Mittelebene des Zylinderkopfs hin (innenliegend) als auch von der Mittelebene weg (außenliegend) angeordnet werden kann. Optional kann in eine Ver- langerung des Ventilschafts ein Sensorelement 22 angeordnet werden .
Die Fig. 3a zeigt einen Querschnitt durch einen Antrieb des Segmentantriebes senkrecht zur Drehachse des Rotors. Der Außenstator ist aus mindestens 4 Jochzahnen 7 gestaltet, die Um- fangserstreckung des Außenstators betragt >200°. Zur Fixierung der Jochzahne 7 im Gehäuse 10 befindet sich mindestens eine formschlussige Verbindung 15, hier in Schwalbenschwanzausfuh- rung dargestellt. Hierbei können die Jochzahne 7 als Einzelpaket oder mehrere zusammengefasst ausgeführt sein. Die Spulen 8, bevorzugt in Backlacktechnik ausgeführt, sind in dieser Variante als Stufenspulen ausgeführt, welche einzeln auf die Jochzahne 7 aufschoben werden. Die einzelnen Spulen können hierbei noch im Gehäuse in Reihe oder parallel ver- schaltet werden. Das bespulte Statorpaket kann nach Montage im Gehäuse vergossen werden. Die Befestigung des Aktuators auf dem Zylinderkopf erfolgt über Schrauben. Hierzu befinden sich am Gehäuse Laschen 26.
Wie in Figur 3b gezeigt, kann das Außenjoch mehrgeteilt ausge- fuhrt sein, wobei die Einzeljochzahne 7 in einem ringförmigen Ruckschluss 30 formschlussig, bspw. mittels Schwalbenschwanzverbindungen 15, eingebracht sind. Dieser Ring 30 ist ebenfalls über formschlussige Verbindungen 15 im Gehäuse befestigt. Im selben Bild unten ist eine Möglichkeit der Außenjoch- gestaltung dargestellt, bei welcher der Außenstator 31 mit Jochzahnen einteilig ausgeführt ist. Der Außenstator wird nach der Spulenmontage auf Rundform geformt. Hierbei sollten die Trennflachen 15a möglichst mit kleinem Luftspalt gestaltet werden oder die Jochbleche versetzt ineinander greifen, um den magnetischen Widerstand klein zu halten.
Der Außenstator kann in ein Druckgussteil eingegossen oder verklebt sein, wobei sich für die Verklebung vorzugsweise der ringförmige Ruckschluss 30 eignet, da der einteilige Außenstator 31 schon formschlussig im Gehäuse 10 eingebettet ist.
Die Fig. 4a zeigt eine erste mögliche Ausfuhrungsform eines Lagerungs- und Gehausekonzeptes für den Modularaufbau für mehrere Segmentantriebe. Die Gehäuse 10, welche die bespulten Außenstatoren in ihrer Lage fixieren, sind hier getrennt von den äußeren Gehauseplatten 10 und dem Gehausezwischenteil 12 ausgeführt und bilden sog. Gehausewandungs- abschnitte. Diese werden bei der Montage über Passungen oder Stiftbohrungen exakt zueinander positioniert. Die äußere Gehauseplatte 10 und das Gehausezwischenteil 12 können hierbei auch als Lagerschilde für mindestens einen Antrieb bzw. Aktua- tor ausgeführt sein und haben somit Aufnahmebohrungen für die Lagerungen 13. Die Lageraufnahme, welche am äußeren Umfang das Innenjoch 9 tragt, ist als zylindrisches Drehteil ausgeführt, welches mit dem planen Lagerschild form- und reibschlussig miteinander verbunden ist. Hierzu eignet sich bspw. die Bor- deltechnik.
Die Fig. 4b zeigt eine zweite Ausfuhrungsform des Lagerungsund Gehausekonzeptes für mehrere Segmentantriebe, bei dem an dem Gehausezwischenteil 12 ein Wandungsabschnitt 33 angeformt ist. Das Gehausezwischenteil ist somit ein topfformiges Teil, dessen zylindrische Wandung zur Anlage des Außenstators dient und in dem Bereich, wo die Ankopplung für das Ventil angeordnet ist, nicht vorhanden ist. Die äußere Gehauseplatte 11 kann auch hier das Lagerauge des benachbarten Antriebes einbezie- hen.
Die Fig. 4c zeigt eine dritte Ausfuhrungsform des Lagerungsund Gehausekonzeptes, bei der das Gehausezwischenteil 12 an jeder Seite einen kragenformigen Wandungsabschnitt 34 aufweist und somit T-formig ausgestaltet ist.
Den Ausfuhrungsformen der Figuren 4a bis 4c ist gemein, dass die Rotoren 1 der benachbart angeordneten Antriebe drehfest auf einer Welle Ia angeordnet sind und die Welle Ia mittels Walzlagern 13 im Gehäuse gelagert ist. Das Gehausezwischenteil 12 tragt zu beiden Seiten jeweils einen Teil der Innenstatoren der beiden Antriebe und bildet das Lager für die Wellen Ia der Antriebe. An das links dargestellte Gehausezwischenteil 12 schließt sich ein weiterer Antrieb an, dessen einer Teil des Innenstators von dem Gehausezwischenteil 12 getragen wird und dessen Welle Ia ebenfalls in dem Gehausezwischenteil gelagert ist.
In Fig. 5 ist eine vierte Ausfuhrungsform des Lagerungs- und Gehausekonzeptes dargestellt, wobei die Rotoren des als Twin- Antriebs ausgeführten Segmentantriebs auf einer gemeinsamen Lagerwelle 35 verdrehbar mittels Walzlagern 13 gelagert sind. Die Lagerwelle 35 kann reib- oder formschlussig in dem Gehau¬ sezwischenteil 34a arretiert sein. Mittels Spannringen 37 an den äußeren Enden der Lagerwelle 35 und die Walzlager 13 ein¬ fassenden Gleitringscheiben 38 ist sichergestellt, dass die Lagerwelle 35 axial in Position gehalten bleibt. Selbstver¬ ständlich ist es möglich, die Lagerwelle 35 zweiteilig auszu¬ bilden.
Weiterhin ist in Fig. 5 die Platzierung eines Drehwinkelsensors 22 dargestellt. Der Sensor 22 ist in einer Aussparung in der äußeren Gehauseplatte 11 fluchtend zur Drehachse des Ro¬ tors eingepasst. Das Target 23 zur Detektion der Drehwinkelposition ist am Rotor 1 befestigt. Für die elektrischen An- schlussleitungen zum Sensor 22 ist in diesem Zusammenhang eine dünne Folientechnik FPC 22d vorteilhaft auf der zugleich der Hall-IC 22b angeordnet bzw. verbunden ist.
In der Fig. 5 sind zudem zwei wichtige, den Aufbau bestimmende Maße Lz = Zylinderabstand und Lv = Ventilabstand eingezeichnet. Innerhalb der Baulange Lz soll zur optimalen Kraftentfaltung die Lange des Außenstators 7 und die der Permanentmagne- te 2 möglichst groß sein. Der notwendige Platz zum Wenden der Spulen ist hierzu zu optimieren. Dies ist nur möglich, wenn die Breite B der äußeren Gehauseplatten 11 gering ist. Hierzu ist zur Versteifung notwendig, dass alle Totraume zwischen Spulen, Lagerplatten und Außenstator so mit Giesharz 40 ausge- füllt sind, dass dieses zur Versteifung des gesamten Aufbaus beitragt. Für die Steifigkeit der Gehauseplatten ist ebenso ein hoher E-Modul wichtig. Es bietet sich deshalb an, die Gehauseplatten in einer Verbundkonstruktion auszufuhren, indem die Lagerteile 11 und 34a für Lagerzapfen und Innenjoch aus Aluminium und die Verstarkungsplatten 36 aus Stahl oder Kohlefaserwerkstoff hergestellt wird. Die Lagerwelle 35 kann neben der Lagerung des Rotors auch zur Zentrierung der äußeren Gehauseplatte 32a und somit des Inneren Innenjochs 9a verwendet werden. Somit kann eine hohe Rundlaufgenauigkeit zwischen dem Rotor und dem Innenjoch gewahrleistet werden. Die Toleranzket- te und die damit verbundenen Fertigungskosten können somit reduziert werden. Das Sensortarget 23 wird in diesem Fall mit einer Durchgangsbohrung ausgeführt und der Drehwinkelsensor 22 wird exzentrisch positioniert.
Die Fig. 5a zeigt eine weitere fünfte Möglichkeit des Lage- rungs- und Gehausekonzeptes, welche auf der in Fig. 5 dargestellten Ausfuhrungsform aufbaut. Gleiche Elemente werden hier nicht noch einmal beschreiben. Bei der Ausfuhrungsform gem. Fig. 5a werden die in Fig. 5 dargestellten Verstarkerplatten 36 und damit die Dicke B eingespart. Damit befindet sich zwischen den Spulen 8 der Antriebe des Segmentantriebes keine Wandung, so dass die dem Aktuator zur Verfugung stehende Lange Lz = Zylinderabstand maximal für den Magnetkreis ausgenutzt werden kann. Zur Erhöhung des Kupferfullgrades können die Spu- len 8 zumindest stirnseitig über geeignete Vorrichtungen zusatzlich komprimiert werden. Damit wird der Abstand Asp reduziert und die effektive Magnetlange weiter vergrößert.
Die Lagerwelle 35 ist ebenfalls im Gehausezwischenteil 34a eingepresst. Dieses Gehausezwischenteil 34 ragt mit einem Teil 34a zwischen den Rotoren 1 in das Innere der Rotoren 1 und nimmt hier die Innenstatoren 9 auf. Das Gehausezwischenteil 34a ist mit dem die Außenstatoren tragenden Gehauseteil 34 in der Mitte des Gehäuses verbunden, wie es auch in Fig. 5b dargestellt ist. Damit ist in diesem Bereich das Gehäuse am Um- fang in sich geschlossen. Die Spulendrahte 8a sind seitlich abgeführt und können in einer Gehauseaussparung 34e entsprechend der gewählten Schaltung in Reihe oder parallel über el. Verbindungsteile 8b vorzugsweise aus Stanzgitter, kontaktiert werden. Diese Anschlüsse fuhren dann zum elektrischen Steuer- gerat. Parallel verlauft die Folie 22d, die zum Stecker 22e fuhrt. Durch übliche Abschirmungsmaßnahmen kann die Sensorleitung frei von schädlichen Einstreuungen der Magnetfelder der Spulen gehalten werden. Zur zusatzlichen Verstärkung des Gehauseteils 34a können vertikal verlaufende Rippen außen am Ge- hause eingeformt werden. Rippen und Wangen bilden mit dem Ge- hause 34 und Gehäusezwischenteil 34a eine Einheit und sind vorzugsweise als Druckgussteil hergestellt.
Die äußere Gehäuseplatte 32a ist zwischen den Gehäuseteilen 34, 34a eingespannt und stellt die Verbindung zum nächsten Ak- tuator her. Sie tragt sowohl zwei Innenjoche 9a und auch zwei Drehwinkelsensoren 22.
Die Fig. 5b zeigt diese Anordnung in einem Schnitt senkrecht zur Rotorachse. Wie bereits in der Beschreibung zur Fig. 5a erwähnt, ist in der Mitte des Segmentantriebes das Gehäuse- Zwischenteil 34 am Umfang mit dem Gehäuse 34 über die Wangen 34c und 34d verbunden. Diese Wangen 34c, 34d und haben die gleiche Länge wie das Gehäuse 34. Damit ist das Gehausezwischenteil 34 gut abgestutzt. Im Rotorinnern ist das Innenjoch 9 gezeichnet.
Die Fig. 6 zeigt eine Bankanordnung der Aktuatoren auf einem Zylinderkopf mit Befestigung mittels Schrauben 26a und 26b, welche mit dem Aktuatorgehause verbunden sind. Wie schon in Figur 2 gezeigt, sind die Aktuatoren zur Betätigung von benachbarten Ventilen der Auslass- bzw. Einlassventilseite in Reihe einseitig zum Ventil und in einer Hohe angeordnet. Das Gehäuse der Aktuatoren kann hierbei einteilig sein oder mehrteilig, so dass einzelne Aktuatoren aus bspw. Montage- oder Reparaturgründen einzeln demontiert werden können. Die Anschlüsse 37 der Spulen und Sensoren sind günstigstenfalls nach oben ausgeführt und werden direkt mit der Elektronik kontaktiert. Die Aktuatoren sind langsseitig mit z.B. drei Zuganker 38 verschraubt. Zwischen den Aktuatoren ist Platz für Zündkerze oder Zündspule 39 oder bei Direkteinspritzmotoren Einspritzventile . Be zugs zeichen :
1: Rotor
Ia: Rotorwelle
2: Permanentmagnet
3: Lagerbuchse für Ventilankopplung
4: Lagerwelle des Rotors
5: Verstarkungsring für Rotortopf
6: Walzlager für die Ventilankopplung
7: Jochzahne
8: Spule
9: Innenjoch
10: Gehäuse
11: äußere Gehauseplatte
IIa: Kuhlbohrung
12: GehäuseZwischenteil
13: Walzlager der Hauptwelle
14: AnlaufScheibe
15: Schwalbenschwanzfixierung
16: Aktuatorbefestigung
17: Ventilfuß
18: Ventilhulse
19: Pleuel
20: Ventilschaft
21: Ventilhubsensor
22: Drehwinkelsensor
23: Target für Drehwinkelsensor
24: Dieselzylinderköpf
25: Ottozylinderköpf
26: Befestigungslaschen Gehäuse
27: Zuganker
28: Passstifte
29: Verdrehsicherung Innenjoch
30: Ringförmiger Ruckschluss
31: Einteiliger Außenstator
32: Mittlere Lagerplatte
33: L-formiges Gehause/Lagerschild
34: T-formiges Gehause/Lagerschild
34a: Gehausezwischenteil - innenliegend
34b: Wangen, integraler Bestandteil des Gehausezwischenteils
34c: wie 34b
35: Lagerwelle
36: Verstarkungsplatte
37: Spannring
38: Gleitringscheiben
39: Zündspule
40: Giesharz

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Segmentantrieb, einen mehrere Permanentmagnete (2) tragenden Rotor (1) aufweisend, wobei die Permanentmagnete (2) in einem ersten Teilbereich des Umfangs des Rotors angeordnet sind, und in einem zweiten Teilbereich, in dem keine Permanentmagnete angeordnet sind, ein Lager (5) zur Ventilankopplung angeordnet ist, wobei der erste Teilbereich des Rotors (1) von einem Außenstator (7,8) zumindest teilweise umfasst und innerhalb des Rotors (1) ein Innenstator (9) angeordnet ist, wobei In- nen- und Außenstator am Gehäuse des Segmentmotors befestigt oder integriert sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse des Antriebs mindestens zwei Rotoren (1) mit zugeordneten Außen- und Innenstatoren angeordnet sind, wobei zwischen zwei Rotoren (1) ein Gehause- Zwischenteil (12, 34a) angeordnet ist, und die Rotoren (1) an dem Gehausezwischenteil (12, 34a) oder auf einer im Gehausezwischenteil (12, 34a) einliegenden Welle (Ia, 35) gelagert sind.
2. Segmentantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, da- durch gekennzeichnet, dass im Gehäuse des Segmentantriebs mindestens zwei Antriebe angeordnet sind, wobei jeder Antrieb einen Rotor (1) mit zugeordnetem Außen- und Innenstator aufweist, wobei zwischen zwei Antrieben ein Gehausezwischenteil angeordnet ist, und am Gehause- Zwischenteil (12, 34a) zumindest Teile eines Innenstators (9) und/oder Außenstators eines oder beider an das Gehausezwischenteil angrenzenden Antriebe angeordnet ist bzw. sind.
3. Segmentantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehausezwischenteil mindestens ein axial gerichteter Vorsprung angeordnet, insbesondere angeformt oder befestigt ist, auf dem ein Rotor und/oder Außenstator und/oder Innenstator gelagert ist.
4. Segmentantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am oder im Gehausezwischenteil die Rotoren zweier benachbarter Antriebe gelagert sind, wobei das Gehausezwischenteil zusatzlich Teile oder den ge- samten Innenstator zumindest eines der beiden Antriebe tragt .
5. Segmentantrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Segmentantriebes von zwei äußeren Gehauseplatten (11) eingefasst ist.
6. Segmentantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden äußeren Gehauseplatten (11) eine Lagerwelle oder den Rotor (Ia) das angrenzenden Antriebes aufnimmt bzw. lagert.
7. Segmentantrieb nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden äußeren Gehauseplatten mindestens einen axial nach innen gerichteten Vorsprung oder einen axial nach innen gerichteten Kragen hat, der den Innenstator oder einen Teil des Innenstators des äußeren Antriebes tragt.
8. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor eines Antriebes über einen ümfangswinkelbereich von 180 bis 300, insbesondere 200 bis 270 Grad (360° ergeben einen Vollkreis) mit Permanentmagneten besetzt ist.
9. Segmentantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor über einen Um- fangswinkelbereich großer 200 Grad (360° ergeben einen Vollkreis) mit Permanentmagneten besetzt ist.
10. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den äußeren Ge- hauseplatten mindestens zwei Rotoren mit jeweils zugehörigen Außen- und Innenstatoren angeordnet sind, wobei in der einen äußeren Gehauseplatte ein Wellenende des einen äußeren Rotors und in der anderen Gehauseplatte ein Wellenende des anderen äußeren Rotors gelagert ist, wobei die anderen Wellenenden in mindestens einem Gehausezwischenteil gelagert sind.
11. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehausezwischenteil mindestens eine Lagerwelle tragt oder lagert oder mindestens eine Lagerwelle an das Gehausezwischenteil angeformt oder an oder in diesem insbesondere drehfest angeordnet ist, und auf der bzw. den Lagerwelle (n) die Rotoren drehbar, insbesondere mittels Walzlagern (13) gelagert sind.
12. Segmentantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rotor (1) auf einer Welle (Ia) drehfest angeordnet ist, wobei die Welle (Ia) drehbar in den Gehauseplatten (11) und/oder einem Gehausezwischenteil (12) gelagert ist.
13. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenstator (9) zumindest eines Antriebes in axialer Richtung geteilt ist, wobei entweder beide Innenstatorteile an zwei den jeweiligen Antrieb seitlich begrenzenden Gehausezwischen- teilen angeordnet sind oder, wenn der Antrieb an eine äußere Gehauseplatte angrenzt, ein Innenstatorteil an einem Gehausezwischenteil und das andere Innenstatorteil der äußeren Gehauseplatte angeordnet ist.
14. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Segmentmotor umgreifende Gehausewandung die Außenstatoren der Antriebe tragt.
15. Segmentantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gehausewandung seitlich an den äußeren Gehauseplatten abstutzt bzw. an diesen befestigt sind.
16. Segmentantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich- net, dass die Gehausewandung aus mehreren in axialer Richtung nebeneinander angeordneten Wandungsabschnitten gebildet ist, wobei jeweils einer oder mehrere Außenstatoren innen an einem Wandungsabschnitt angeordnet sind bzw. von diesem getragen werden.
17. Segmentantrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wandungsabschnitt seitlich an einer äußeren Gehauseplatte und/oder einem Gehausezwischenteil angrenzt und insbesondere sich an dieser abstutzt bzw. an dieser befestigt ist.
18. Segmentantrieb nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehausewandung oder ein Wandungsabschnitt an einer äußere Gehauseplatte oder an einem Gehausezwischenteil befestigt oder an dieser bzw. diesem angeformt ist.
19. Segmentantrieb nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine äußere Gehauseplatte seitlich an der Gehausewandung oder einem Wandungsabschnitt angrenzt oder/oder an dieser befestigt ist.
20. Segmentantrieb nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an einer äußeren Gehauseplatte und/oder einem Gehausezwischenteil ein sich in axialer Richtung erstreckender Kragen angrenzt bzw. angeformt ist, der die Gehausewandung oder einen Wandungsabschnitt bildet, an dessen Innenwandung mindestens ein Außenstator anliegt und/oder an dieser be- festigt ist.
21. Segmentantrieb nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kragen nur um einen Umfangswinkelbe- reich von 180 bis 300, insbesondere 220 bis 290 Grad (360° ergeben einen Vollkreis) erstreckt.
22. Segmentantrieb nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenstatoren form- schlussig an der Gehausewandung oder den Wandungsabschnitten gehalten sind.
23. Segmentantrieb nach einem der Ansprüche 14 bis 21, da- durch gekennzeichnet, dass die Außenstatoren an der Gehausewandung oder den Wandungsabschnitten mittels Verbindungsmitteln, insbesondere Schrauben oder Kleber gehalten sind.
24. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die äußeren Gehauseplatten des Gehäuses mittels sich in axialer Richtung erstreckender Schrauben zusammengehalten sind.
25. Segmentantrieb nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schraube ein Gehausezwischen- teil durchgreift.
26. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Gehauseplatten aus einem Werkstoff mit hohem E-Modul ist.
27. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Gehauseplatten durch eine Verbundkonstruktion gebildet sind.
28. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Jochschenkel mit Erre¬ gerspulen benachbarter Antriebe unmittelbar ohne nen¬ nenswerten Luftspalt anemandergrenzen .
29. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen in Längsrich¬ tung zur Erzielung eines hohen Fullfaktors komprimiert sind.
30. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer äußeren Gehauseplatte oder dem Gehausezwischenteil mindestens ein Drehwinkelsensor und damit zusammenwirkendes Target am Rotor angeordnet ist.
31. Segmentantrieb nach Anspruch 30, dadurch gekennzeich- net, dass der Sensor ein Hallelement ist, welcher insbesondere auf einer Folie angeordnet ist.
32. Segmentantrieb nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie Mittel zur Abschirmung von elektrischen Feldern oder elektromagnetischen Feldern auf- weist, wobei die Folie zwischen den Spulen an die Außenseite des Gehäuses des Segmentantriebes gefuhrt ist.
33. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerspulen und Außenstatoren miteinander im Gehäuse vergossen sind.
34. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Jochschenkel und ein Außenstatorrmg zusammen mit den Erregerwicklungen den Außenstator bilden.
35. Segmentantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 34, da- durch gekennzeichnet, dass die Jochschenkel und der Außenstator einteilig sind und nach der Spulenmontage auf Rundform geformt werden.
36. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steue¬ rung des Segmentantriebes auf der Gehauseoberseite angeordnet ist.
37. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Langenverhaltnis des Abstandes der Permanentmagnete zur Drehachse und des Abstandes der Ventilbetatigung zur Drehachse zwischen 0,8 und 1,2 liegt.
38. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenstator ein Erregerjoch bestehend aus vorzugsweise acht Jochpolen und acht Spulen aufweist, wobei jeweils vier Spulen in einer Schaltung parallel oder in Reihe zusammengeschaltet sind.
39. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenstator aus einem magnetisch leitfahigem Material und als Ringsegment ausgebildet ist, welches sich an einer Gehauseplatte abstutzt.
40. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenstator verdrehsicher am Gehäuse oder der Gehauseplatte, insbesondere mittels Formschluss befestigt und/oder verklebt ist.
41. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen Außenstator, Gehauseteilen und Spulen und mindestens einer Gehauseplatte mit Füllstoff, insbesondere Giesharz gefüllt ist, wobei der Füllstoff die Gehauseplatte ver- steift.
42. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerspulen aus Backlackdraht gebildet sind, die in einer Stufenform gewickelt sind.
43. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse für die Er- regerspulen zur Verbindung mit einem Leistungsteil eines Steuergerätes auf der offenen Seite des Gehäuses angeordnet sind.
44. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Segmentmo- tors mit Kuhlkanale aufweist.
45. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Segmentmotor mindestens einen Endanschlag für den Rotor zur Begrenzung des Offnungshubes und/oder Kalibrierung der Sensorik hat.
46. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Gehauseplatten und/oder Gehausezwischenteile senkrecht zur Rotorachse angeordnet sind.
47. Segmentantrieb nach Anspruch 46, dadurch gekennzeich- net, dass die Platten parallel zueinander angeordnet sind.
48. Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Segmentantriebe nebeneinander angeordnet und zu einer Bank zusammenge- fasst sind.
49. Segmentantrieb nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse der mehreren Segmentantriebe durch axiale Schrauben zusammengehalten sind, wobei die Schrauben zumindest die äußeren Gehauseplatten der ein- zelnen Segmentantriebe und optional die Gehausezwischenteile durchgreifen und zusammenhalten.
50. Segmentantrieb nach einem der Ansprüche 48 oder 49, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten äußeren Gehauseplatten zweier aneinander grenzenden Segmentantriebe einer Bank eine kleinere Wanddicke auf- weisen als die äußeren Gehauseplatten der Bank.
51. Segmentantrieb nach einem der Ansprüche 48 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bänke nebeneinander und/oder übereinander auf einem Zylinderkopf eines Motors angeordnet sind.
52. Segmentantrieb nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Banken Zündkerzen, Gluhkreise und/oder Einspritzventile angeordnet sind.
53. Ventilantrieb für ein Gaswechselventil mit mindestens einem Segmentantrieb nach einem der vorhergehenden An- spruche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ventilschaft ein Target angeordnet ist, welches zusammen mit einem Sensor zur Ermittlung des Ventilhubes bzw. der Position des Ventilschafts dient.
54. Ventilantrieb für ein Gaswechselventil mit mindestens einem Segmentantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Antriebe für Einlassventile und zwei Antriebe für Auslassventile in einem Gehäuse angeordnet sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009011867A1 (de) 2009-03-05 2010-09-09 Volkswagen Ag Spule sowie elektromotorische Ventilaktuatorik mit einer solchen Spule und Verfahren zu deren Herstellung

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2180151B1 (de) * 2008-10-24 2013-02-27 Delphi Technologies, Inc. Ventilgetriebeanordnung für einen Verbrennungsmotor
DE102010049151A1 (de) * 2010-10-22 2012-05-10 Wilo Se Modulares Elektromotorsystem zur Herstellung von Elektromotoren unterschiedlicher Leistungsgröße
US9134123B2 (en) 2011-12-23 2015-09-15 Asm Automation Sensorik Messtechnik Gmbh Tension element position sensor
DE102011056964B3 (de) * 2011-12-23 2013-05-23 Asm Automation Sensorik Messtechnik Gmbh Zugelement-Positionssensor
DE102013100632A1 (de) 2013-01-22 2014-07-24 Lsp Innovative Automotive Systems Gmbh Variable elektrohydraulische Ventilsteuerung
GB201520766D0 (en) * 2015-11-24 2016-01-06 Camcon Auto Ltd Stator assembly

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0871282A1 (de) * 1997-04-11 1998-10-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Stator für elektrische Maschinen und Verfahren zur Herstellung derselbe
WO2005071817A1 (de) * 2004-01-23 2005-08-04 Heinz Leiber Segmentmotor
DE102004030063A1 (de) * 2004-06-23 2006-03-16 Heinz Leiber Permanentmagneterregte Drehfeldmaschine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2808838B1 (fr) * 2000-05-12 2003-09-05 Jacques Clausin Commande de soupapes de moteur thermique utilisant des embrayages electromagnetiques et un arbre d'entrainement assurant l'absence de degradation en cas de panne electrique
DE10252997A1 (de) * 2002-11-14 2004-05-27 Bayerische Motoren Werke Ag Drehaktor-Vorrichtung zur Hubsteuerung von Gaswechselventilen im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
DE602004025560D1 (de) * 2003-04-26 2010-04-01 Camcon Ltd Elektromagnetische ventilbetätigungsvorrichtung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0871282A1 (de) * 1997-04-11 1998-10-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Stator für elektrische Maschinen und Verfahren zur Herstellung derselbe
WO2005071817A1 (de) * 2004-01-23 2005-08-04 Heinz Leiber Segmentmotor
DE102004030063A1 (de) * 2004-06-23 2006-03-16 Heinz Leiber Permanentmagneterregte Drehfeldmaschine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009011867A1 (de) 2009-03-05 2010-09-09 Volkswagen Ag Spule sowie elektromotorische Ventilaktuatorik mit einer solchen Spule und Verfahren zu deren Herstellung

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